音频频谱柱状显示电路设计讲解.ppt

音频频谱柱状显示电路,2011年广西区电子设计竞赛 桂林电子科技大学本科A题 题目讲解,童有为 2011年4月,一、任务,设计并制作音频频谱柱状显示器电路。示意图如下：,二、要求,1、基本部分 （1）音乐输入：01.5Vrms；单声道。输入端采用莲花座和Q9座并联形式，莲花座用于音乐输入，Q9座用于测试。将柱状显示的LED集中布置于一个15cm10cm的面板上。音频功放可使用现成有源功放，功率大于1W。 （2）制作5路带通滤波器，分别对应中心频率为：60Hz、250Hz、1kHz、4kHz、16k（1）Hz；滤波器Q值约为1.5。 （3）条状显示采用10个发光二极管显示电压高低，110个发光二极管点亮的阈值电压分别为：60mV、80mV、110 mV、160 mV、220 mV、320 mV、440 mV、630 mV、890 mV、1.25V，可用运放或专用集成电路制做。例如LM3915条状指示集成电路。,二、要求,2发挥部分 制作10路带通滤波器和条状显示，带通滤波器心频率分别为：30 Hz、60Hz、125 Hz、250Hz、500 Hz、1kHz、2 kHz、4kHz、8 kHz、16kHz；滤波器Q值约为3。 制作一个均衡器，具有高音、中音、低音调整旋钮，接于音源和音频频谱柱状显示器之间，可以明显调整音质。 自制一个音频功放，接8喇叭时最大不失真功率2 W，音量可调。 其它。,我们生活中常见的 音频频谱柱状显示器,完成题目需要制作的部分,频率提取部分（音频滤波器） LED条状显示部分 三段均衡器 功放,第一部分：音频滤波器,音乐信号中往往包含多个频段的信号，是一个复杂的合成信号，随着音乐的播放，各个频点的幅度在发生变化。 要想知道某个时刻信号中所含某个频点的分量的多少，就需要从合成信号中将这个频率点的信号分离出来进行测量并显示。,滤波器是一个能通过某些频率的信号，阻止（或衰减）其他频率信号的电路。,这就需要一个滤波器来完成信号的提取。,一、带通滤波器的参数,为什么使用带通滤波器？,通带中心频率f0；,f0,横坐标为频率轴f,纵坐标为增益AV,归一化AV=0.707,归一化AV=1,fH,fL,归一化0dB,归一化-3dB,通频带BW=fH-fL,二阶有源带通滤波器电路,二阶有源带通滤波器电路与幅频特性曲线,二阶有源带通滤波器电路与幅频特性曲线,R3=2R1,中心频率f0,通频带BW,Av=1,Q=1.5,f0=1.5BW,滤波器相关公式,由Av=1得R3=2R1 由Q=1.5得R1=3.5R2,R3=2R1=7R2,R3=2R1=7R2,Av=1,Q=1.5,若取R1=1k；R2=280 ; R3=2k ,AV=1、Q1.5无限增益多路反馈二阶有源带通滤波器元件推荐值 （由MultiSim仿真得到）,对于AV=1;Q=3的无限增益多路反馈二阶有源带通滤波器，根据上述公式可得： R3=2R1=34R2 若取R2=62;R1=1K;R3=2k 有：C=0.466/f0 (uF),二、LED条状显示部分,直观地显示某个频率成分幅度的大小。 幅度大，LED亮的多。,幅度小,幅度大,LED条状显示驱动原理,三、三段均衡器音调控制部分,音调控制是人为地调节输入信号的低频、中频和高频成分的比例，改变前置放大器的频率响应特性，以补偿音响系统各环节的频率失真，或用来满足聆听者对音色的